新型机械设计理论在汽车工程中的运用研究
摘要
关键词
新型机械设计;汽车工程;理论应用
正文
引言:科学技术的发展为我们带来许多的便利并改变着我们的生活方式,汽车工程就是其中之一,现如今越来越多的人拥有汽车,而且汽车已经成为绝大多数人首选的代步工具,汽车工程的发展也成为了各个国家科技实力的重要体现。而且人们生活水平的不断提高,以及全球化背景下国家市场的激烈竞争,也在不断推动着科学技术的进一步发展,新型机械设计理论开始被广泛应用于汽车工程方向,成为当下的研究热点。
1新型机械设计理论概述
1.1新型机械设计理论的主要内容
新型机械设计理论属于机械工程的研究范围内,其气研究的主要内容是分析机械的性能和功能,从而明确机械构件的组成和运行原理。新型机械理论所研究的内容极为广泛,比如说仿生远原理、机器人等都属于这一范畴内,既是在原有机械设计理论基础上建立起的新型机械设计技术和管理,又是新型机械设计理论的重要基本组成部分。目前新型机械设计理论已经被应用在多个行业中,并且其复杂的研究内容和学科内容已经形成了独特的学科研究特色。新型机械设计理论在实际应用中需要复合型材料作为支撑,并且还需要运用现代检测技术对数据进行统计和分析,但近几年随着科学技术的不断发展,新型机械设计理论在其他行业中的辅助作用也逐渐凸显出来,尤其是在汽车工程领域中,利用新型机械设计理论对汽车的零部件、减震、变速器、外观等方面进行设计,根据现如今人们对汽车所提出的设计要求,通过数据库对相应的设计内容进行建模,从而完善并优化汽车的智能化设计。
1.2新型机械设计理论的研究意义
研究新型机械设计理论所带来的重要意义主要包括两个方面,第一个方面是满足了生产者的个人利益,新型机械设计理论能够有效提升科学技术的先进性,先进的科学技术又会给企业带来巨大的优势,从而为企业所有者带来更大的利润,同时也可以推动整个行业的正向发展。第二个方面是满足了社会生产的需求,利用新型机械设计理论提升机械设计和制造的水平,有效提高机械制造的生产力,创新机械制造的方式,推动社会生产生活的进步。此外,如何利用新型机械设计理论设计出符合新时代需求的产品,推动科学技术进一步发展,造福人类和社会,是机械设计行业的重要目标。
1.3新型机械设计理论的发展方向
市场的进步必然会导致市场对产品提出更高的要求,新型机械设计理念在未来的发展过程中,其功能需要朝着高效率和智能化的方向发展,而且外观需要满足轻量化和便捷性的要求。新型机械设计理论的目标也引导着其未来的发展方向,首先是机械设计正在从单机走向系统,将新型机械设计理论应用到越来越多的领域中,实现一个大的目标,其次,机械设计正在从自由走向有条理,从之前的一个人在做,到现在的一个团队在做,新机械设计理论正在向着高效、科学的方向发展。
1.4新型机械设计工作的现状
机械设计是机械制造业的重要组成部分,占据着关键的位置,尽管现如今科学技术高速发展,一些新型的生产制造设备相继面世,降低了人们的劳动力,将人们从复杂的劳动中解放出来,生产效率大幅提升,我国的机械设计和制造行业已经取到了不小的成绩,但目前我国的机械设计工作仍然存在着一些问题,新型机械设计还有很大的进步空间。我国虽然是制造大国,在制造业领域我国的排名靠前,但是我国虽然在数量上占据优势,但是在质量上却稍显逊色,因此我国还不能被称为制造强国。而且我国的自主知识产权不够强大,与一些制造业比较发达的国家相比,我国的机械设计和制造技术有待提高,在产品的功能和性能上都还需要不断创新,以求突破。此外,我国的机械设计行业虽然也不在不断进步,但是与美国、德国这样的工业强国相比,机械设计仍然有些落后,其中最大的问题就是缺乏创新,而这也正是我国机械设计行业急需解决的问题,将现代化理论与机械设计相融合,创造出新型机械设计理论。
2新型机械设计理论在汽车工程方向的应用意义
工业革命之后汽车开始出现在大众视野中,随着科技的不断进步,起程已经成为了人们离不开的工具之一,人们依赖于汽车所带来的便利,享受科技所带来的新生活,这也是人类文明的重要象征。我国已经抓住了改革开放的重要机遇,大力发展了汽车行业,但由于我国汽车行业起步较慢,在核心技术水平发展上仍然存在着一定的局限性,因此与其他汽车行业较发达的国家相比,我国有关汽车工程的相关研究还有很大的发展空间。新型机械设计理论是目前我国起程工程重点的研究方向,其与汽车工程有着密不可分的联系,比如说汽车的降噪和减震,这些都需要机械设计作为理论支撑,并根据新型机械设计理论对现有汽车工程所存在的问题进行解决,因此,新型机械设计理论对我国整体的汽车工业发展有着重大的作用。
2.1机械设计在汽车工程技术方面的研究
对于一个国家来说,汽车工业的发展水平在一定程度上代表了国家制造业的发展水平,因此汽车工业的发展对于国家的制造业发展起到了决定性的作用,同时占据非常重要的地位。此外,汽车工业作为最为广泛的一种工业,是国家发展最新技术的根基,只有做好汽车工业才能向更新的技术领域进行迈进。比如:航天、航空领域的高新技术都是通过汽车工程工业转化而来的。因此,在汽车工程技术上对机械设计理论进行相关的研究,不但可以促进汽车工业的进一步发展,还能促进我国工业制造业的发展水平。近些年来随着我国科技水平的不断发展,促进了汽车工程技术的深入研究,使汽车工程技术的相关标准也越来越高,因此,需要研究人员对机械设计理论方面的知识有更深入的研究与应用,从而为汽车工业的发展做好辅助作用。为此在汽车工程方面需要积极引入新型机械设计理论,将设计理论中的知识与汽车研究有机结合,从而实现汽车工程的新发展,新突破,使汽车工程更好的服务于社会。
2.2机械设计理论在汽车工程实际操作上的研究
于汽车工程技术而言,虽然技术方面的研究是不可缺少的,但是更不能脱离实际操作方面的研究,倘若脱离了实际操作方面的研究,在一定程度上会阻碍汽车工程技术的发展。例如,在实际生活中最常见的是汽车的噪声和震动等方面的研究。同时,机械设计理论与实际操作上的研究存在着密切的关系,二者是相辅相成,互相促进的关系,因此在汽车工程的研究中,要特别重视机械理论与实际操作方面的研究。通过相关研究工作的推进,使汽车结构以及各零部件充分发挥作用,提高其质量,从而提升汽车的应用价值,使其更好的满足人们的出行需求。
3新型机械设计理论在汽车工程方向的应用
3.1汽车零部件抗磨损的应用
现如今我国的交通系统随着科技的发展不断完善,汽车的需求量和销售量不断增长,汽车已经成为了人们必不可少的出行工具,汽车行业的迅速发展也扩大了机械制造业的规模,推动了汽车制造业的深入研究,各种高精密度的零部件被应用到汽车的设计和生产中,高精密度的零部件能够在很大程度上提升汽车的性能和功能,但高精密度零部件一旦出现磨损,就会影响其原有的性能和功能,因此新型机械设计理论的应用要重点关注汽车高精密度零部件的抗磨损性能。汽车在使用的过程中,不同的金属组成器件会出现碰撞和摩擦,接触位置所产生的高温会导致润滑油膜破裂,从而粘着在表面形成磨损。在新型机械设计理论下,可以通过在零部件表面喷一层铜质的抗磨损覆盖物,并配合恰当的形状设计,以解决零部件磨损的问题,此外,还可以通过挤压表面、激光淬火等工艺强化高精密度零部件表面的耐磨性。
3.2变速器设计的应用
汽车的变速器具有高输出变速的特点,只有其达到一定的转速的前提下,才能实现汽车变速器的功率和扭矩,因此汽车发动机必须安装变速装置,从而使车轮的转速满足要求,发挥汽车发动机的全部效能,将新型机械设计理论应用到汽车工程中,利用计算机的数字化运算对汽车变速器进行设计,明确汽车各个零部件的功能,在保证汽车车身轻量程度的前提下,对汽车的变速器进行优化。目前最常见的是利用新型机械设计理论优化汽车的机械式变速器,汽车的机械式变速器在设计过程中需要满足轻量性和稳定性的要求,一方面需要保证汽车变速器的齿轮总和需要满足轻量化的实际需求,另一方面还要保证汽车的螺旋角与倒挡的齿轮模数一致。而且新型机械设计理论可以改变汽车的传动方式,利用变速器实现多齿轮变档,但要注意的一点是,在实际应用过程中,齿轮的数量和大小设计要结合实际情况确定。
3.3噪声与震动方面的应用
汽车在行驶过程中所产生的噪声和震动是人们挑选汽车时重要的考虑因素之一,是汽车舒适性的重要判断指标,又被称为NVH,汽车的噪声和震动取决于汽车设计和制造阶段,结合新型机械设计理论的应用,可以利用NVH分析,对汽车成品的振动频率进行匹配,明确汽车的减震性能和防噪声性能的具体指标,从而优化汽车制造过程。而且新型机械设计理论也可以被应用到汽车的车身结构和强度优化上,结合有限元分析法对汽车零部件的刚度、强度和稳定性进行明确,同时也可以结合计算机建模和动态测控的方式,加强汽车车身的强度,提升汽车结构分析和设计水平,延长汽车的使用寿命。在设计和优化汽车的噪声与震动方面功能时,还需要控制生产周期和经济成本,这也就要求在进行噪声与震动的设计工作时做好数据收集和分析工作,从而制定出科学、可行的制造方案。
3.4汽车外观设计的应用
现如今人们的生活水平不断提高,人们在购买汽车时不仅会考虑汽车的动力、舒适性,还会结合汽车的外观进行考虑,根据汽车外观的美观程度决定是否购买,因此汽车设计还需要考虑汽车的外观,尤其是车身外观的合理性。除此之外,由于不同汽车的车身设计不同,汽车的外观也不同,而汽车零部件后期又需要进行多次的维修和维护,因此为了满足不同车型的零部件维修和维护工作,就需要利用新型机械设计理论设计汽车零部件。在具体的设计过程中,应用新型机械设计理论对汽车的零部件进行莫泰分析,首先明确各汽车零部件的性能,其次利用计算机技术对汽车零部件进行动态化设计,从而优化汽车零部件的设计,保证车身外观的合理性,保证汽车质量。比如说在选择汽车外观所使用的喷漆时,首先需要根据环保理念选择环保无害的油漆,其次需要结合空气动力学对车辆的压力分配进行明确分析,从而完成汽车的空气阻力指数设计,最后还需要考虑驾驶人员的舒适程度,结合新型机械设计理论进行综合设计。
3.5汽车结构优化方面的应用
于汽车而言,车身发挥着积极作用,在汽车制造当中需要确保车身的强度,才能延长汽车的寿命,使汽车的性能满足应用需求。在汽车结构优化方面应用机械设计理论,可以提高车身设计质量,其主要体现在以下几点:第一,在汽车设计工作中,相关人员针对机械零件的稳定性、强度以及刚度等进行分析,同时对结构件的情况进行分析,在分析的基础之上,优化机械零件以及结构件。第二,在针对汽车结构进行分析的过程当中,普遍应用有限元法,通过这一方法可以了解各构件的应用情况,利用计算机将各构件的应用模式进行呈现,这样可以使相关人员针对结构的应用情况进行优化,以此来确保设计质量,因此在汽车结构优化方面应用机械设计理论,可以使车身设计水平有所提高,使车身质量达到相应的标准。
结束语:
综上所述,新型机械设计理论的应用对汽车工程发展有着极为重要的现实意义,新型机械设计理论的未来发展方向是更加小巧、美观,并且能够具有更长的使用寿命,目前来看新型机械设计理论在汽车工程方向上的应用主要包括四个方面,分别是汽车零部件、变速器、外观设计和噪声与震动,这也恰好是我国汽车工程行业急需改进的关键问题,新型机械设计理念的应用能够进一步推动我国汽车工程单位发展,促进社会经济的进步。
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